Eredeti tető és tervező tetők: Vetrogenerator. Hogyan készítsünk szélerőművet, szélturbinát, erőművet saját kezűleg, vagy könnyebben szélturbinát saját kezűleg, hulladékanyagokból otthon

Általános működési elv

A szélgenerátor fő munkadara a pengék, amelyeket a szél forgat. A forgástengely elhelyezkedésétől függően a szélturbinákat vízszintesre és függőlegesre osztják:

• Vízszintes szélturbinák legelterjedtebb. Pengéik a repülőgép propelleréhez hasonló kialakításúak: az első közelítésben ezek a forgássíkhoz képest megdöntött lemezek, amelyek a szélnyomásból származó terhelés egy részét forgássá alakítják. A vízszintes szélgenerátor fontos jellemzője, hogy biztosítani kell a pengeszerelvény forgását a szél irányának megfelelően, mivel a maximális hatékonyság akkor biztosított, ha a szél iránya merőleges a forgás síkjára.
• Pengék függőleges szélturbina domború-homorú alakúak. Mivel a domború oldal áramlása nagyobb, mint a homorúé, ezért egy ilyen szélturbina a szél irányától függetlenül mindig egy irányban forog, ami a vízszintes szélturbinákkal ellentétben szükségtelenné teszi az elfordító mechanizmust. Ugyanakkor annak a ténynek köszönhetően, hogy egy adott pillanatban csak a pengék egy része végez hasznos munkát, a többi pedig csak ellenzi a forgást, A függőleges szélmalmok hatásfoka sokkal alacsonyabb, mint a vízszintesé: ha egy háromlapátos vízszintes szélgenerátor esetében ez az érték eléri a 45%-ot, akkor egy függőleges esetében ez nem haladja meg a 25%-ot.

Mivel Oroszországban az átlagos szélsebesség nem magas, még egy nagy szélturbina is az idő nagy részében meglehetősen lassan fog forogni. Az elegendő teljesítmény biztosítása érdekében a tápegységet egy fokozó reduktor, szíj vagy fogaskerék segítségével kell a generátorhoz csatlakoztatni. Vízszintes szélmalomban a pengecsökkentő-generátor egy forgófejre van szerelve, amely lehetővé teszi számukra, hogy kövessék a szél irányát. Fontos figyelembe venni, hogy a forgófejnek olyan korlátozóval kell rendelkeznie, amely megakadályozza a teljes fordulatot, mivel különben a generátor vezetékei megszakadnak (a fej szabad mozgását lehetővé tevő érintkezőalátétek használata inkább bonyolult). A forgás biztosítása érdekében a szélgenerátort a forgástengely mentén irányított működő szélvédővel egészítik ki.

A leggyakoribb penge anyaga a nagy átmérőjű PVC csövek hosszában elvágva. Az él mentén fémlemezek vannak szegecselve hozzájuk, hegesztve a pengeszerelvény agyához. Az ilyen típusú pengék rajzai a legelterjedtebbek az interneten.

A videó egy saját készítésű szélgenerátorról mesél

Egy lapátos szélturbina számítása

Mivel már megtudtuk, hogy a vízszintes szélturbina sokkal hatékonyabb, megfontoljuk a kialakításának kiszámítását.

A szélenergia a képlet alapján határozható meg
P = 0,6 * S * V³, ahol S a kör területe, amelyet a rotorlapátok hegyei írnak le (dobási terület), négyzetméterben kifejezve, és V a számított szélsebesség méterben másodpercenként. Figyelembe kell vennie a szélmalom hatékonyságát is, amely egy háromlapátos vízszintes áramkör esetében átlagosan 40%, valamint a generátor hatékonyságát, amely az áramsebesség jellemző csúcsán 80% állandó mágneses gerjesztésű generátorhoz és 60% gerjesztő tekercselésű generátorhoz. Átlagosan az energia további 20% -át emeli a fokozó fogaskerék (szorzó). Így a szélturbina sugarának végső számítása (azaz a penge hossza) az állandó mágneses generátor adott teljesítményéhez így néz ki:
R = √ (P / (0,483 * V³))

Példa: Tegyük fel, hogy a szélerőműpark szükséges teljesítménye 500 W, az átlagos szélsebesség pedig 2 m / s. Ezután képletünk szerint legalább 11 méter hosszú pengéket kell használnunk. Mint látható, még egy ilyen kis teljesítményhez is hatalmas méretű szélgenerátor létrehozására van szükség. A többé-kevésbé racionális szerkezetek esetében, amelyek pengehossza nem haladja meg a másfél métert, a saját kezűleg történő gyártás körülményei között a szélgenerátor erős szélben is csak 80-90 watt teljesítményre lesz képes.

Nincs elég erő? Valójában minden némileg más, hiszen valójában a szélgenerátor terhelését az akkumulátorok táplálják, a szélturbina csak a legjobb tudása szerint tölti fel őket. Következésképpen a szélturbinák teljesítménye határozza meg az energiaellátás gyakoriságát.

Az árbocfestés befejezése után beszereltem a lapátokat a motorgenerátorra, és az egész szélturbinát „harci” helyzetbe emeltem. A szélgenerátor azonnal életre kelt, és forogni kezdett egy kis orsóból.

A kényelem kedvéért az összes elektronikát az elemekkel együtt egy ilyen műanyag dobozba helyeztem. Belül van egy akkumulátor, amelyet párhuzamosan táplál egy generátor és egy napelem. Most fogtam két csónakokon használt 12 voltos akkumulátort, amelyeket bármelyik autós akkumulátor boltban megtalálhat. A doboz oldalán két lyukat készítettem a 12 voltos ventilátorokhoz, amelyeket a régi Mac G4s számítógépekről vettünk (nem látható).

Annak érdekében, hogy a generátor ne lépjen motor üzemmódba, egy diódát tettem, amely kizárja a motorgenerátor ilyen fogyasztásának lehetőségét, az áram ebben az esetben csak a generátorból áramlik az akkumulátorokba, és a visszacsatolást blokkolja az árbocból érkező tápkábelbe épített dióda.

Aztán elkezdtem kísérletezni mancsokkal, kipróbáltam a különböző lehetőségeket. Még két pengét is feltettem, de a szélmalom nagyon alacsony sebességgel működött, és nem produkált semmit. Mivel végül is ezt a motort nem úgy tervezték, hogy generátorként működjön, nem akart áramot generálni alacsony fordulatszámon, és folytattam tovább.

Miután információkat kerestem ezekről a kérdésekről, rájöttem, hogy a keskeny pengék találékonyabbak, és megpróbáltam elküldeni egy sor fehér lapátot, amelyek hosszabbak voltak, és ez meg is hozta az eredményt, most a szélgenerátor sokkal nagyobb sebességre tesz szert és elkezd adjon elég jó feszültséget az akkumulátorok feltöltéséhez.

Az egyetlen negatívum, hogy gyenge szélben nem működik. Valószínűleg az adaptáláshoz szorzót kell beállítani.

Az alábbiakban felsoroljuk a szélturbinák építéséhez használt összes anyagot

Acéllemez mérete 254? 356 mm
Acélcső 6,3 mm átmérőjű, 254 mm hosszú
Karima 1-1 / 4 ″ Négyszögletes acélcső 25 mm, hosszúság 910 mm
Körfűrészlap 12,7 mm belső lyukkal
Hordó 15,9 mm? 12,7 mm a tárcsa és a motortengely csatlakoztatásához
Két fém autóbilincs
100 mm átmérőjű, 200 mm hosszú PVC csődarab
200 mm átmérőjű, 760 mm hosszú PVC csődarab (160 mm átmérőjű cső is alkalmas)
Állandó mágneses egyenáramú motor (lehetőleg 30V vagy 260V, 5A futópad motor)
Nyolc 6 mm -es csavar horgokkal és alátétekkel
Két önmetsző csavar 6,3 mm átmérőjű fémhez
Egyenirányító dióda 10 ... 40 A (minél erősebb, annál jobb)

A fent felsorolt ​​alkatrészek nagy része (a motor kivételével) egyhuzamban megvásárolható a Házi kellékekből. Ami a motorokat illeti, a legnépszerűbb típusok az Ametek régebbi motorjai. Azonban szinte minden DC szálcsiszolt motor megteszi. Az egyetlen dolog, amire szükség van, hogy ne legyen kevesebb, mint 1 volt minden 25 fordulat / percnél.

Így a 300 fordulat / perc fordulatszámú motor több mint 12 voltot képes biztosítani és feltölteni az akkumulátort. Az is lehetséges, hogy növeljük a generátor forgási sebességét a szorzó 1: 3 vagy 1: 4 értékre állításával, de ez megnehezíti a gyártási folyamatot, és a lapátok átmérőjének jelentős növekedéséhez vezet. Általában az ilyen szorzókhoz vágógépekből származó kész sebességváltókat használnak.

A házi készítésű szélgenerátor teljesítménye elegendő lesz a különféle berendezések akkumulátorainak feltöltéséhez, világításhoz és általában a háztartási elektromos készülékek működéséhez. A szélerőmű telepítésével megspórolhatja az elektromos áram költségeit. Kívánt esetben a kérdéses egység kézzel is összeszerelhető. Csak el kell döntenie a szélgenerátor fő paramétereit, és mindent meg kell tennie az utasítások szerint.

A szélgenerátor kialakítása több lapátot tartalmaz, amelyek a széláramok hatására forognak. Ennek hatására forgó energia keletkezik. A generált energiát a forgórész táplálja a szorzóhoz, amely viszont továbbítja az energiát az elektromos generátorhoz.

Vannak szélerőművek is, szorzók nélkül. A szorzó hiánya jelentősen növelheti a telepítés termelékenységét.

A szélturbinákat külön -külön és csoportosan is fel lehet szerelni egy szélerőműparkban. Ezenkívül a szélturbinákat dízelgenerátorokkal is lehet kombinálni, ami megtakarítja az üzemanyagot és biztosítja az otthoni elektromos ellátó rendszer leghatékonyabb működését.

Mit kell tudni a szélturbina összeszerelése előtt?

Mielőtt elkezdené összeszerelni a szélgenerátort, el kell döntenie számos fő pontról.

Első lépés. Válasszon megfelelő típusú szélturbinát. A telepítés lehet függőleges vagy vízszintes. Önszerelés esetén jobb választani a függőleges modellek javára, mert könnyebben gyárthatók és kiegyensúlyozhatók.

Második lépés. Határozza meg a megfelelő teljesítményt. Ebben a pillanatban minden egyéni - koncentráljon saját igényeire. A nagyobb teljesítmény eléréséhez növelni kell a járókerék átmérőjét és tömegét.

Ezen jellemzők növekedése bizonyos nehézségekhez vezet a szélturbinakerék rögzítésének és kiegyensúlyozásának szakaszában. Fontolja meg ezt a pillanatot, és objektíven értékelje képességeit. Ha kezdő, fontolja meg több közepes méretű szélturbina telepítését egy nagyon hatékony egység helyett.

Harmadik lépés. Gondolja át, hogy saját maga készítheti -e el a szélgenerátor minden elemét. Minden részletet pontosan ki kell számítani és a gyári megfelelőkkel összhangban kell elkészíteni. A szükséges készségek hiányában jobb kész elemeket vásárolni.

Negyedik lépés. Válasszon megfelelő elemeket. Jobb megtagadni az autó akkumulátorokat, mert rövid élettartamúak, robbanásveszélyesek és gondozást és karbantartást igényelnek.

A zárt akkumulátorok az előnyben részesített lehetőségek. Párszor többe kerülnek, de többször is szolgálnak, és általában nagyobb teljesítményűek.

Különös figyelmet fordítson a megfelelő számú kés kiválasztására. A legnépszerűbbek a szélturbinák 2 és 3 lapáttal. Az ilyen létesítményeknek azonban számos hátrányuk van.

Ha 2 vagy 3 lapáttal rendelkező generátor működik, erős centrifugális és giroszkópikus erők lépnek fel. Ezen erők hatására a szélgenerátor fő elemeinek terhelése jelentősen megnő. Sőt, néhány pillanatban az erők egymással szemben lépnek fel.

A bejövő terhelések kiegyenlítése és a szélerőmű szerkezetének ép állapotban tartása érdekében teljesítenie kell a pengék hozzáértő aerodinamikai számítását és a számított adatoknak megfelelő pontos elkészítését. Még a minimális hibák is többször csökkentik a berendezés hatékonyságát, és növelik a szélgenerátor korai meghibásodásának valószínűségét.

A nagysebességű szélturbinák sok zajt generálnak, különösen, ha saját gyártású berendezésekről van szó. Minél nagyobbak a lapátok, annál hangosabb lesz a zaj. Ez a pillanat számos korlátozást ír elő. Például nem fog működni egy ilyen zajos szerkezet telepítése a ház tetejére, kivéve, ha természetesen a tulajdonos nem szereti az életérzést a repülőtéren.

Ne feledje, hogy a lapátok számának növekedésével a szélgenerátor működése során keletkező rezgésszint növekedni fog. A kétpengés készleteket nehezebb kiegyensúlyozni, különösen a tapasztalatlan felhasználó számára. Következésképpen sok zaj és rezgés lesz a két lapátos szélturbinákból.

Válasszon egy 5-6 lapátos szélgenerátor javára. A gyakorlat azt mutatja, hogy az ilyen modellek a legoptimálisabbak az öngyártáshoz és az otthoni használatra.

A csavart ajánlott körülbelül 2 m átmérővel készíteni. Szinte bárki képes megbirkózni az összeszereléssel és az egyensúlyozással. Nagyobb tapasztalattal megpróbálhatja összeszerelni és felszerelni a 12 pengés kereket. Egy ilyen egység összeszerelése több erőfeszítést igényel. Az anyagfelhasználás és az időköltségek is növekedni fognak. Mindazonáltal 12 penge lehetővé teszi, még 6-8 m / s gyenge szél esetén is, hogy 450-500 W teljesítményt kapjon.

Ne feledje, hogy 12 késsel a kerék meglehetősen lassan fog mozogni, és ez különféle problémákhoz vezethet. Például össze kell szerelnie egy speciális sebességváltót, amelynek gyártása bonyolultabb és drágább.

Így a kezdő házi kézműves számára a legjobb megoldás egy szélgenerátor, amelynek kereke 200 cm átmérőjű, és 6 darab közepes hosszúságú pengével van felszerelve.

Tartozékok és eszközök az összeszereléshez

A szélturbina összeszereléséhez sokféle alkatrészre és tartozékra van szükség. Gyűjtsön össze és vásároljon előre mindent, amire szüksége van, így a jövőben nem kell elterelnie a figyelmét.

Az adott helyzet körülményeitől függően a szükséges eszközök listája kissé eltérhet. Ebben a pillanatban önállóan fog tájékozódni a munka során.

Lépésről lépésre útmutató szélturbina összeszereléséhez

A házi szélgenerátor összeszerelését és telepítését több szakaszban végzik.

Első lépés. Készítsen elő egy hárompontos beton alapot. Határozza meg az alapozás mélységét és általános szilárdságát a talaj típusának és az építkezés éghajlati viszonyainak megfelelően. Hagyja a betont 1-2 hétig megszilárdulni, és állítsa fel az árbocot. Ehhez temesse el a támasztóoszlopot körülbelül 50-60 cm-re a talajba, és rögzítse a kötéllel.

Második fázis. Készítse elő a rotort és a szíjtárcsát. A szíjtárcsa súrlódó kerék. Az ilyen kerék kerülete körül horony vagy perem található. A forgórész átmérőjének kiválasztásakor figyelembe kell venni az éves átlagos szélsebességet. Tehát átlagosan 6-8 m / s sebességgel az 5 m átmérőjű rotor hatékonyabb lesz, mint a 4 m-es rotor.

Harmadik szakasz. Készítse el a jövő szélturbina lapátjait. Ehhez vegyen egy hordót, és ossza fel több egyenlő részre a kiválasztott pengék számának megfelelően. Jelölje meg a pengéket markerrel, majd vágja ki az elemeket. A daráló tökéletes a vágáshoz, használhat fém ollót is.

Negyedik szakasz. Rögzítse a dob alját a generátor szíjtárcsájához. A rögzítéshez csavarokat használjon. Ezt követően meg kell hajlítani a pengéket a hordón. Ne vigye túlzásba, különben a kész telepítés instabil lesz. Állítsa be a szélturbina megfelelő forgási sebességét a lapátok görbületének megváltoztatásával.

Ötödik szakasz. Csatlakoztassa a vezetékeket a generátorhoz, és gyűjtse össze őket láncban egy adagban. Rögzítse a generátort az árbochoz. Csatlakoztassa a vezetékeket a generátorhoz és az árbochoz. Szerelje össze a generátort láncba. Csatlakoztassa az akkumulátort is az áramkörhöz. Kérjük, vegye figyelembe, hogy ehhez a telepítéshez a megengedett legnagyobb vezetékhossz 100 cm. Csatlakoztassa a terhelést vezetékekkel.

Egy generátor összeszerelése átlagosan 3-6 órát vesz igénybe, a rendelkezésre álló készségektől és általában a hatékonyságtól és a mestertől függően.

A szélturbina rendszeres ápolást és karbantartást igényel.

1. 2-3 héttel az új generátor telepítése után meg kell tennie szerelje szét a készüléket, és győződjön meg arról, hogy a meglévő rögzítőelemek biztonságban vannak... Saját biztonsága érdekében csak enyhe szélben ellenőrizze a rögzítéseket.
2. Kenje meg a csapágyakat legalább félévente egyszer. Amikor az egyensúlyhiány első jelei megjelennek a keréken, azonnal távolítsa el, és szüntesse meg a meglévő hibákat. Az egyensúlyhiány leggyakoribb jele a pengék rendellenes rázása.
3. Ellenőrizze az áramszedő keféket legalább hathavonta... 2-6 évente fém elemeket festeni telepítés. A rendszeres festés megvédi a fémet a korróziós károsodástól.
4. Figyelje a generátor állapotát... Rendszeresen ellenőrizze, hogy a generátor működése közben nem melegszik -e túl. Ha a készülék felülete annyira felforrósodik, hogy nagyon nehéz lesz rajta tartani a kezét, vigye a generátort egy műhelybe.
5. Figyelje a kollektor állapotát... A szennyeződést a lehető leghamarabb el kell távolítani az érintkezőkről. jelentősen csökkentik a telepítés hatékonyságát. Ügyeljen az érintkezők mechanikai állapotára. Az egység túlmelegedése, kiégett tekercsek és egyéb hasonló hibák - mindezt azonnal meg kell szüntetni.

Így a szélturbinák összeszerelésében nincs semmi bonyolult. Elég csak előkészíteni az összes szükséges elemet, összeszerelni a szerelést az utasítások szerint, és csatlakoztatni a kész egységet a hálózathoz. Az otthonában megfelelően összeszerelt szélgenerátor megbízható ingyenes áramforrássá válik. Kövesse az oktatóanyagot, és minden rendben lesz.

Boldog munkát!

Videó - DIY szélturbinák otthonra

Oroszországnak kettős pozíciója van a szélenergia -erőforrásokkal kapcsolatban. Egyrészt a hatalmas összterület és a sík területek sokasága miatt általában nagy a szél, és többnyire sík. Másrészt a szélünk többnyire gyenge, lassú, lásd az 1. ábrát. Harmadikon a ritkán lakott területeken heves a szél. Ennek alapján meglehetősen releváns a szélgenerátor üzembe helyezése a gazdaságban. De ahhoz, hogy eldönthesse, hogy meglehetősen drága készüléket vásárol, vagy saját maga készíti el, alaposan meg kell gondolnia, hogy melyik típust (és sok van belőle) milyen célból válassza.

Alapfogalmak

1. KIEV - a szélenergia felhasználási együtthatója. Ha egy sík szél mechanikus modelljének kiszámítására használják (lásd alább), akkor az megegyezik a szélerőmű (APU) rotorának hatékonyságával.
2. Hatékonyság-az APU teljes körű hatékonysága, a szembejövő széltől az elektromos generátor kivezetéseiig vagy a tartályba szivattyúzott vízmennyiségig.
3. A minimális működési szélsebesség (MWS) az a sebesség, amellyel a szélturbina elkezdi árammal ellátni a terhelést.
4. A legnagyobb megengedett szélsebesség (MDS) az a sebesség, amelynél az energiatermelés leáll: az automatika vagy kikapcsolja a generátort, vagy a rotort egy szélkakasba helyezi, vagy összehajtja és elrejti, vagy maga a rotor leáll, vagy Az APU egyszerűen összeomlik.
5. Indító szélsebesség (SWS) - ennél a sebességnél a rotor terhelés nélkül foroghat, felpöröghet és beléphet az üzemmódba, majd bekapcsolhatja a generátort.
6. Negatív indítási sebesség (OSS) - ez azt jelenti, hogy az APU (vagy szélturbina - szélerőmű, vagy VEA, szélerőmű) bármilyen szélsebességnél történő indításához kötelező külső energiaforrásból történő újraindítást kell végezni.
7. Indító (kezdeti) nyomaték - a légáramban erőszakkal lefékezett rotor azon képessége, hogy nyomatékot hozzon létre a tengelyen.
8. A szélturbina (VD) az APU része a forgórésztől a generátor vagy szivattyú tengelyéig vagy más energiafogyasztóig.
9. Forgó szélgenerátor - APU, amelyben a szélenergia forgatónyomatékká alakul az erőátviteli tengelyen a rotor légáramban történő elforgatásával.
10. A rotor működési sebességtartománya az MDS és az MPC közötti különbség névleges terhelés mellett.
11. Lassú fordulatszámú szélmalom - benne az áramban lévő rotorrészek lineáris sebessége nem haladja meg jelentősen a szélsebességet vagy alatta. A dinamikus áramlási fej közvetlenül penge tolóerővé alakul.
12. Nagysebességű szélturbina - a lapátok lineáris sebessége lényegesen (akár 20 -szor vagy többször) meghaladja a szélsebességet, és a rotor kialakítja a saját légáramlását. Az áramlási energia tolóerővé alakításának ciklusa összetett.

Megjegyzések:

1. Az alacsony fordulatszámú APU-k általában alacsonyabb KIEV értékkel rendelkeznek, mint a nagysebességűek, de elegendő indítónyomatékuk van ahhoz, hogy felpörgessék a generátort a terhelés és a nulla TCO leválasztása nélkül, azaz teljesen önindító és alkalmazható a legkisebb szélben is.
2. A lassúság és a sebesség relatív fogalmak. A 300 ford / perc fordulatszámú háztartási szélturbinák lehetnek alacsony fordulatszámú és nagy teljesítményű EuroWind típusú APU-k, amelyekből szélerőművek, szélerőművek (lásd az ábrát) és amelyek rotorjai körülbelül 10 fordulat / perc sebességgel rendelkeznek, nagy sebességűek, mivel ilyen átmérőjük mellett a pengék lineáris sebessége és aerodinamikája a fesztávolságuk nagy részén meglehetősen „repülőgépszerű”, lásd alább.

Milyen generátorra van szüksége?

A háztartási szélturbina elektromos generátorának széles fordulatszám-tartományban kell áramot termelnie, és képesnek kell lennie önindításra automatizálás és külső áramforrások nélkül. Abban az esetben, ha OSU -val (forgó szélturbinák) rendelkező APU -t használnak, amely rendszerint magas KIEV -vel és hatékonysággal rendelkezik, akkor reverzibilisnek is kell lennie, azaz legyen képes motorként dolgozni. Az 5 kW -ig terjedő teljesítménynél ezt a feltételt teljesítik a niobium (szuper mágnesek) alapú állandó mágnesekkel rendelkező elektromos gépek; acél- vagy ferritmágneseken legfeljebb 0,5-0,7 kW-ra számíthat.

Jegyzet: a nem mágnesezett állórészű aszinkron generátorok vagy kollektorgenerátorok egyáltalán nem alkalmasak. Amikor a szélerő csökken, jóval azelőtt "kialszanak", hogy sebessége az MPC -re csökken, és akkor ők maguk nem indulnak el.

Az APU kiváló "szívét" 0,3-1-2 kW kapacitással kapja meg a beépített egyenirányítóval ellátott váltakozó áramú autogenerátor; most ezek a többség. Először is, a 11,6-14,7 V kimeneti feszültséget meglehetősen széles sebességtartományban tartják külső elektronikus stabilizátorok nélkül. Másodszor, a szilíciumkapuk kinyílnak, amikor a tekercselés feszültsége megközelíti az 1,4 V -ot, és előtte a generátor „nem látja” a terhelést. Ehhez a generátort elég jól fel kell pörgetni.

A legtöbb esetben az öngenerátor közvetlenül, sebességváltó vagy szíjhajtás nélkül is csatlakoztatható a nagysebességű HP tengelyhez a sebesség kiválasztásával a lapátok számának kiválasztásával, lásd alább. A "gyorsjárók" kicsi vagy nulla indítónyomatékkal rendelkeznek, de a forgórésznek elegendő ideje lesz ahhoz, hogy felpörögjön anélkül, hogy lekapcsolná a terhelést, mielőtt a szelepek kinyílnak, és a generátor áramot ad.

Választás szél által

Mielőtt eldöntenénk, hogy melyik szélgenerátort készítjük, döntsünk a helyi aerológiáról. Szürke-zöldes színben(szélcsendes) területek a szél térképen legalább bizonyos értelemben csak egy vitorlás szélerőműből származnak(és még beszélünk róluk). Ha állandó áramellátásra van szüksége, akkor hozzá kell adnia egy erősítőt (egyenirányító feszültségstabilizátorral), töltőt, nagy teljesítményű akkumulátort, invertert 12/24/36/48 V DC - 220/380 V 50 Hz AC . Egy ilyen gazdaság nem kevesebb, mint 20 000 dollárba kerül, és nem valószínű, hogy 3-4 kW-ot meghaladó hosszú távú teljesítményt lehet eltávolítani. Általánosságban elmondható, hogy az alternatív energiára törekvő hajthatatlanoknál jobb más forrást keresni.

Sárga-zöld, gyengén szeles helyeken, ha a villamosenergia-igény 2-3 kW-ig terjed, saját kezűleg vehet fel lassú sebességű függőleges szélgenerátort... Számtalan fejlesztésen mentek keresztül, és vannak olyan kivitelek, amelyek KIEV és hatékonyság tekintetében szinte nem maradnak el az ipari gyártású "pengéktől".

Ha egy házhoz való szélturbinát állítólag meg kell vásárolni, akkor jobb, ha a vitorlás rotoros szélturbinára összpontosít. Sok vita van, és elméletileg még nem minden világos, de működnek. Az Orosz Föderációban "vitorlásokat" gyártanak Taganrogban, 1-100 kW kapacitással.

Vörös, szeles területeken a választás a szükséges teljesítménytől függ. A 0,5-1,5 kW tartományban a saját készítésű "függőleges" indokolt; 1,5-5 kW - vásárolt "vitorlások". "Függőleges" is megvásárolható, de ez többe kerül, mint egy vízszintes APU. És végül, ha 5 kW vagy annál nagyobb teljesítményű szélerőműre van szükség, akkor választania kell a megvásárolt vízszintes "lapátok" vagy "vitorlások" között.

Jegyzet: sok gyártó, különösen a második réteg, alkatrészeket kínál, amelyekből akár 10 kW teljesítményű szélerőművet is összeállíthat. Egy ilyen készlet 20-50% -kal olcsóbb lesz, mint a telepítéssel kész készlet. De vásárlás előtt alaposan tanulmányozza a javasolt telepítési hely aerológiáját, majd a specifikációk szerint válassza ki a megfelelő típust és modellt.

A biztonságról

A működő háztartási szélturbinák egyes részeinek lineáris sebessége meghaladhatja a 120 vagy akár 150 m / s -ot, és bármilyen szilárd anyag 20 g tömegű darabja 100 m / s sebességgel repülhet, "sikeres" ütéssel, megöl egy egészséges embert a helyszínen. Egy 2 mm vastag, 20 m / s sebességgel mozgó acél vagy kemény műanyag lemez félbevágja.

Ezenkívül a legtöbb 100 W feletti szélturbina meglehetősen zajos. Sokan rendkívül alacsony (16 Hz -nél kisebb) légnyomás -ingadozásokat generálnak - infrahangokat. Az infravörös hangok nem hallhatók, de károsak az egészségre, és nagyon messzire terjednek.

Jegyzet: a nyolcvanas évek végén botrány volt az Egyesült Államokban - az ország legnagyobb szélerőműparkját akkor be kellett zárni. A fegyveres erők mezőjétől 200 km -re lévő rezervátumból származó indiánok a bíróságon bebizonyították, hogy azok az egészségügyi rendellenességek, amelyek a WPP üzembe helyezése után meredeken megnövekedtek bennük, annak infrahangjának köszönhetők.

A fenti okok miatt az APU felszerelése a magasságuk legalább 5 -ös távolságára megengedett a legközelebbi lakóépületektől. A magánháztartások udvarán telepíthet iparilag gyártott, megfelelően tanúsított szélturbinákat. Általában lehetetlen APU -t felszerelni a tetőkre - működésük során, még kis teljesítményűeknél is, váltakozó mechanikai terhelések keletkeznek, amelyek az épület szerkezetének rezonanciáját és megsemmisülését okozhatják.

Jegyzet: Az APU magassága a söpörtárcsa legmagasabb pontja (penge rotorok esetén) vagy geomer alak (függőleges APU esetén, ha a tengelyen rotor található). Ha az APU árboca vagy a forgórész tengelye még magasabbra nyúlik felfelé, akkor a magasságot a tetejükről - a tetejéről - kell kiszámítani.

Szél, aerodinamika, KIEV

A saját készítésű szélgenerátor ugyanazoknak a természeti törvényeknek engedelmeskedik, mint a gyári, számítógéppel számítva. A házépítőnek pedig nagyon jól meg kell értenie munkája alapjait-leggyakrabban nem állnak rendelkezésére drága szupermodern anyagok és technológiai berendezések. Az APU aerodinamikája, ó, milyen nehéz ...

Szél és KIEV

A sorozatgyári APU kiszámításához az ún. lapos mechanikus szélmodell. A következő feltételezéseken alapul:

• A szél sebessége és iránya a forgórész tényleges felületén belül állandó.
• A levegő folyamatos közeg.
• A rotor effektív felülete megegyezik a söpört területtel.
• A légáram energiája tisztán kinetikus.

Ilyen körülmények között a levegő egységnyi térfogatára jutó maximális energiát az iskolai képlet szerint számítják ki, feltételezve, hogy normál körülmények között a levegő sűrűsége 1,29 kg * köbméter. m. 10 m / s szélsebességnél egy légkocka 65 J -ot szállít, és 650 W -ot lehet eltávolítani a hatékony rotorfelület négyzetéből, 100% -os hatékonysággal. Ez egy nagyon leegyszerűsített megközelítés - mindenki tudja, hogy a szél soha nem tökéletes. Ezt azonban meg kell tenni annak érdekében, hogy biztosítsuk a termékek megismételhetőségét - ez a technológia általános gyakorlata.

A lapos modellt nem szabad figyelmen kívül hagyni; egyértelműen minimális rendelkezésre álló szélerőt biztosít. De a levegő egyrészt összenyomódik, másrészt nagyon folyékony (a dinamikus viszkozitás csak 17,2 μPa * s). Ez azt jelenti, hogy az áramlás a söpört terület körül áramolhat, csökkentve a hatékony felületet és a KIEV -t, ami leggyakrabban megfigyelhető. De elvileg az ellenkező helyzet is lehetséges: a szél a forgórész felé áramlik, és a tényleges felület akkor nagyobb lesz, mint a söpört felület, és a KIEV nagyobb lesz 1 -nél, mint egy hasonló lapos szél esetén.

Íme két példa. Az első egy élvezeti jacht, meglehetősen nehéz, a jacht nemcsak a széllel szemben tud menni, hanem gyorsabban is. A szél kint van; a látszólagos szélnek még mindig gyorsabbnak kell lennie, különben hogyan fogja húzni a hajót?

A második a repüléstörténet klasszikusa. A MIG-19 tesztjei során kiderült, hogy az elfogó, amely egy tonnával nehezebb volt, mint az első vonalú vadászgép, gyorsabban gyorsult. Ugyanazokkal a motorokkal, ugyanabban a siklóban.

A teoretikusok nem tudtak mit gondolni, és komolyan kételkedtek az energiamegmaradás törvényében. A végén kiderült, hogy ez a légbeömlőből kiemelkedő radarkiegyenlítő kúp. Az orrától a héjig légtömítés jelent meg, mintha oldalról gereblyézné a motorkompresszorokhoz. Azóta a lökéshullámok elméletileg szilárdan megalapozódtak, mint hasznosak, és a modern repülőgépek fantasztikus repülési teljesítménye nem kis részben ügyes használatuknak köszönhető.

Aerodinamika

Az aerodinamika fejlődését általában két korszakra osztják - N. G. Zhukovsky előtt és után. 1905. november 15 -i jelentése "A csatolt örvényekről" új korszak kezdetét jelentette a repülésben.

Zsukovszkij előtt sík vitorlán repültek: feltételezték, hogy a bejövő patak részecskéi minden lendületüket a szárny élének adják. Ez lehetővé tette, hogy azonnal megszabaduljunk a vektormennyiségtől - a szögmomentumtól -, amely dühös és leggyakrabban nem analitikus matematikát eredményezett, hogy átálljunk a sokkal kényelmesebb skaláris tisztán energiaviszonyokra, és ennek eredményeként megkapjuk a számított nyomásmezőt a csapágysíkon, többé -kevésbé hasonló a jelenhez.

Egy ilyen mechanikus megközelítés lehetővé tette olyan járművek létrehozását, amelyek legalább fel tudnak szállni és repülhetnek egyik helyről a másikra, és nem feltétlenül ütköznek a földhöz valahol az út mentén. De a sebesség, a teherbírás és más repülési tulajdonságok növelésének vágya egyre inkább feltárta az eredeti aerodinamikai elmélet tökéletlenségét.

Zsukovszkij ötlete a következő volt: a szárny felső és alsó felülete mentén a levegő más utat jár be. A közeg folytonosságának feltételéből (a vákuumbuborékok önmagukban nem képződnek a levegőben) következik, hogy a felső és az alsó áramlásnak a lefelé haladó sebességétől eltérőnek kell lennie. A levegő kicsi, de véges viszkozitása miatt örvénynek kell ott kialakulnia a sebességkülönbség miatt.

Az örvény forog, és a lendületmegmaradás törvénye, olyan megváltoztathatatlan, mint az energiamegmaradás törvénye, érvényes a vektormennyiségekre is, azaz figyelembe kell venni a mozgás irányát. Ezért éppen ott, a záróélnél egy ellentétesen forgó örvényt kell kialakítani, azonos nyomatékkal. Milyen eszközökkel? A motor által termelt energia miatt.

A repülés gyakorlása szempontjából ez forradalmat jelentett: a megfelelő szárnyprofil kiválasztásával lehetővé vált, hogy a csatolt örvény a szárny körül keringés formájában Г hagyja el, növelve annak emelését. Vagyis, miután elköltött egy részt, és nagy sebességgel és szárnyterheléssel - nagy része, a motorteljesítmény, légáramot lehet létrehozni a készülék körül, amely lehetővé teszi a legjobb repülési jellemzők elérését.

Ezzel a repülés repüléssé vált, és nem része a repülésnek: most a repülőgép megteremtheti magának a repüléshez szükséges környezetet, és már nem lehet a légáramlatok játéka. Csak egy erősebb motorra van szüksége, és egyre erősebbre ...

Megint KIEV

De a szélmalomnak nincs motorja. Éppen ellenkezőleg, energiát kell vennie a szélből, és a fogyasztóknak kell adnia. És itt jön ki - húzta ki a lábát, a farok megakadt. Túl kevés szélenergia volt megengedett a rotor saját keringésében - gyenge lesz, a lapátok tolóereje alacsony, a KIEV és a teljesítmény alacsony lesz. Adjunk sokat a keringésért - a forgórész őrülten fog pörögni alapjáraton gyenge szélben, de a fogyasztók ismét keveset kapnak: adtak egy kis terhelést, a rotor fékezett, a szél lefújta a keringést, és a rotor lett.

Az energiamegmaradás törvénye "arany középutat" ad a közepén: az energia 50% -át a terhelésnek adjuk, a fennmaradó 50% -ban pedig az áramlást az optimálisra csavarjuk. A gyakorlat megerősíti a feltételezéseket: ha egy jó húzó propeller hatékonysága 75-80%, akkor a KIEV, ugyanolyan gondosan kiszámítva és szélcsatornában fújva, a penge rotor eléri a 38-40%-ot, azaz akár a felét annak, amit többlet energiával el lehet érni.

Modernség

Napjainkban a modern matematikával és számítógéppel felvértezett aerodinamika egyre inkább eltávolodik az elkerülhetetlenül valamitől és az egyszerűsítő modellektől a valós test viselkedésének pontos leírásáig. És itt, az általános vonalon kívül - erő, erő és még több erő! - mellékutak megtalálhatók, de ígéretesek, csak korlátozott mennyiségű energia jut a rendszerbe.

A híres alternatív pilóta, Paul McCready még a 80 -as években készített egy repülőgépet, két motorral, egy 16 lóerős láncfűrészből. 360 km / órát mutat. Ezenkívül az alváz háromkerekű, nem visszahúzható volt, és a kerekek szegélyek nélkül voltak. A McCready egyik járműve sem ment online, és riasztást kapott, de kettő - az egyik dugattyús motorral és légcsavarral, a másik sugárhajtású - a történelem során először repült a Föld körül anélkül, hogy egy benzinkútnál landolt volna.

Az elmélet fejlődése az eredeti szárnyat megszülető vitorlákat is nagyon jelentősen érintette. Az "élő" aerodinamika lehetővé tette a jachtok számára 8 csomós szélben. álljon szárnyashajókon (lásd az ábrát); ahhoz, hogy egy ilyen legyintést propellerrel a kívánt sebességre gyorsítsanak, legalább 100 LE teljesítményű motorra van szükség. A verseny katamaránok körülbelül 30 csomó sebességgel vitorláznak ugyanabban a szélben. (55 km / h).

Vannak teljesen nem triviális leletek is. A legritkább és legextrémebb sportágak - az alapugrás - rajongói apecial szárnyruhában, szárnyasruhában, motor nélkül repülnek, manővereznek, 200 km / h -nál nagyobb sebességgel (kép a jobb oldalon), majd simán landolnak egy előre kiválasztott hely. Milyen mesében repülnek az emberek önmaguktól?

A természet számos rejtélye is megoldódott; különösen - egy bogár repülése. A klasszikus aerodinamika szerint nem képes repülni. Ugyanúgy, mint a "lopakodó" F-117 őse gyémánt alakú szárnyával sem képes a levegőbe emelkedni. A MiG-29 és a Su-27 pedig, amelyek egy ideig farokkal előre tudnak repülni, egyáltalán nem illeszkednek semmilyen ötlethez.

És akkor miért kell szélerőművekkel foglalkozni, amelyek nem szórakoztatóak, és nem a saját fajtájuk megsemmisítésének eszközei, hanem létfontosságú erőforrás forrásai, miért kell sikertelenül táncolni a gyenge patakok elméletéből lapos szélmodelljével? Nincs mód továbblépni?

Mit várhat egy klasszikustól?

Azonban semmiképpen sem szabad feladni a klasszikusokat. Alapot nyújt, anélkül, hogy támaszkodna, amelyre nem lehet magasabbra emelkedni. Ugyanígy, mivel a halmazelmélet nem szünteti meg a szorzótáblát, és a kvantum -kromodinamika nem készteti az alma repülését a fákról.

Tehát mire számíthat a klasszikus megközelítéssel? Nézzük a képet. Bal - rotorok típusai; feltételesen jelennek meg. 1 - függőleges körhinta, 2 - függőleges ortogonális (szélturbina); 2-5 - lapátos rotorok különböző számú pengével, optimalizált profilokkal.

Jobb oldalon, a vízszintes tengely mentén a relatív forgórész sebességet ábrázoljuk, azaz a penge lineáris sebességének és a szélsebességnek az arányát. Függőleges felfelé - KIEV. És le - ismét a relatív nyomaték. Egyetlen (100%) nyomatéknak tekintjük azt, amely 100% -os KIEV -el erőszakkal fékezett forgórészt hoz létre az áramlás során, azaz amikor az áramlás minden energiája forgó erővé alakul.

Ez a megközelítés messzemenő következtetéseket tesz lehetővé. Például a pengék számát nem csak a kívánt forgási sebességnek megfelelően kell megválasztani: a 3 és 4 pengék azonnal sokat veszítenek a KIEV és a nyomaték tekintetében a jól működő 2 és 6 pengékhez képest nagyjából azonos sebességtartományban. És a külsőleg hasonló körhinta és az ortogonális alapvetően eltérő tulajdonságokkal rendelkezik.

Általában előnyben kell részesíteni a penge forgórészeket, kivéve azokat az eseteket, amikor a legnagyobb olcsóságra, egyszerűségre, karbantartásmentes önindításra van szükség automatizálás nélkül, és az emelés az árbochoz lehetetlen.

Jegyzet: beszéljünk különösen a vitorlás rotorokról - úgy tűnik, nem illeszkednek a klasszikusokhoz.

Függőleges

A függőleges forgástengelyű APU -k vitathatatlan előnyökkel járnak a mindennapi életben: karbantartást igénylő egységeik alulra koncentrálódnak, és nem kell felemelni őket. Marad, és még akkor sem mindig, egy önbeálló nyomócsapágy, de erős és tartós. Ezért egy egyszerű szélturbina tervezésekor az opciók kiválasztását függőleges egységekkel kell kezdeni. Főbb típusaikat az ábra mutatja.

Nap

Az első pozícióban - a legegyszerűbb, leggyakrabban Savonius rotornak nevezett. Valójában 1924 -ben találták ki a Szovjetunióban Ya. A. és A. A. Voronin, és Sigurd Savonius finn iparos szégyentelenül kisajátította a találmányt, figyelmen kívül hagyva a szovjet szerzői jogi tanúsítványt, és megkezdte a sorozatgyártást. De a bevezetés a találmány sorsába sokat jelent, ezért annak érdekében, hogy ne kavarjuk fel a múltat ​​és ne zavarjuk meg a halottak hamvait, ezt a szélturbinát Voronin-Savonius forgórésznek, vagy röviden VS-nek fogjuk nevezni. .

A repülőgép mindenkinek jó, kivéve a "mozdony" KIEV-t 10-18%-ban. A Szovjetunióban azonban sokat dolgoztak ezen, és vannak fejlemények. Az alábbiakban egy továbbfejlesztett konstrukciót vizsgálunk, amely nem sokkal bonyolultabb, de a KIEV szerint előrelépést ad a késeknek.

Megjegyzés: a két pengéjű repülőgép nem forog, hanem rángat; A 4 penge csak kissé simább, de sokat veszít a KIEV-ben. A 4 - "vályú" javítása érdekében leggyakrabban két emeletet szállítanak - egy pár pengét az alján, és egy másik, vízszintesen 90 fokkal elforgatott felet. A KIEV megmarad, és a mechanika oldalirányú terhelései gyengülnek, de a hajlítási terhelések kissé nőnek, és 25 m / s -nál nagyobb szél esetén ilyen APU a tengelyen, azaz a burkolatok által a rotorok feletti csapágy nélkül, "lebontja a tornyot".

Daria

A következő a Darrieus rotor; KIEV - akár 20%. Még egyszerűbb: a pengék egyszerű rugalmas szalagból készülnek, profil nélkül. Darrieus forgórészelméletét még nem fejlesztették ki kellőképpen. Csak az világos, hogy a púp és a szalag zsebének aerodinamikai ellenállása közötti különbség miatt kezd letekeredni, majd ez egyfajta gyorsasággá válik, kialakítva saját keringését.

A nyomaték kicsi, és a rotor kiinduló helyzetében egyáltalán nincs párhuzamos vagy merőleges a szélre, így az önpörgetés csak páratlan számú pengével (szárnyakkal) lehetséges. Mindenesetre a terhelés a generátort le kell kapcsolni a centrifugálás során.

A Darrieus rotornak van még két rossz tulajdonsága. Először is, forgás közben a penge tolóerő -vektora az aerodinamikai fókuszához képest teljes fordulatot ír le, és nem simán, hanem rángatózásban. Ezért a Darrieus rotor egyenletes szélben is gyorsan megtöri mechanikáját.

Másodszor, Daria nem csak zajt csap, hanem sikoltozik és sikoltozik, olyannyira, hogy a szalag elszakad. Ennek oka a rezgése. És minél több penge, annál erősebb az üvöltés. Tehát, ha Daria készül, akkor két pengéjű, drága, nagy szilárdságú hangelnyelő anyagokból (szénszál, mylar) készül, és egy kis repülőgép alkalmas az árbocoszlop közepén történő forgásra.

Ortogonális

A pos. 3 - ortogonális függőleges rotor profilozott pengékkel. Ortogonális, mert a szárnyak függőlegesen kilógnak. A VS -ről az ortogonálisra való átmenetet az 1. ábra szemlélteti. bal.

A lapátok beszerelési szöge a szárnyak aerodinamikai fókuszát érintő kör érintőjéhez viszonyítva lehet pozitív (az ábrán) vagy negatív, a szél erősségének megfelelően. Néha a pengéket elforgatják, és időjárási kisteherautókat helyeznek rájuk, automatikusan tartva az "alfa" -t, de az ilyen szerkezetek gyakran eltörnek.

A központi test (az ábrán kék) lehetővé teszi, hogy a KIEV-t közel 50% -ra hozza. pengék, elegendő egy egyszerű henger. De az ortogonális elmélete egyértelműen megadja az optimális pengék számát: pontosan 3 -nak kell lennie.

Az ortogonális az OSS-szel rendelkező nagysebességű szélturbinákat jelenti, azaz szükségszerűen előléptetést igényel az üzembe helyezés során és a nyugalom után. A sorozatfelügyelet nélküli, legfeljebb 20 kW teljesítményű APU -kat az ortogonális séma szerint állítják elő.

Helikoid

Helicoid rotor, vagy Gorlov rotor (4. poz.) - egyfajta ortogonális, egyenletes forgást biztosít; az egyenes szárnyú derékszögű „könnyek” csak valamivel gyengébbek, mint a kétpengés Kr. e. A pengék hajlítása a helikoid mentén lehetővé teszi a KIEV görbületből adódó veszteségeinek elkerülését. Bár az ívelt penge használat nélkül elutasítja az áramlás egy részét, egy részét a legnagyobb lineáris sebességű zónába is gereblyézi, kompenzálva a veszteségeket. Helikoidokat ritkábban használnak, mint más szélturbinákat, mert a gyártás bonyolultsága miatt drágábbnak bizonyulnak, mint azonos minőségű társaik.

Barrel-zagrebka

5 poz. - BC típusú rotor, amelyet vezetőlapátok vesznek körül; ábrája az ábrán látható. jobb oldalon. Az ipari formatervezésben ritkán fordul elő, mert a drága földszerzés nem kompenzálja a kapacitásnövekedést, az anyagfogyasztás és a termelés összetettsége nagy. De az otthonépítő, aki fél a munkától, már nem mester, hanem fogyasztó, és ha 0,5-1,5 kW-nál nem többre van szükség, akkor egy apróság számára:

• Az ilyen típusú rotor teljesen biztonságos, csendes, nem okoz rezgést, és bárhová felszerelhető, még a játszótérre is.
• Horganyzott vályúk hajlítása és keret hegesztése csövekből értelmetlen munka.
• A forgás abszolút egyenletes, a mechanikus alkatrészeket a legolcsóbban vagy a kukából lehet venni.
• Nem fél a hurrikánoktól - a túl erős szél nem tud a "hordóba" nyomni; áramvonalas örvénygubó jelenik meg körülötte (ezzel a hatással később találkozunk).
• És ami a legfontosabb: mivel a "markoló" felülete többszörösen nagyobb, mint a benne lévő rotoré, a KIEV túlléphető, és a nyomaték már 3 m / s a ​​három méteres "hordónál" olyan, hogy 1 kW -os generátor maximális terheléssel azt mondják, hogy jobb nem rángatózni.

Videó: Lenz szélturbina

A 60 -as években a Szovjetunióban E.S.Biryukov szabadalmaztatott egy APU körhintát 46% KIEV -vel. Kicsit később V. Blinov a terv 58% -át érte el ugyanazon KIEV elv alapján, de a tesztjeiről nincsenek adatok. És a Birjukovi Fegyveres Erők teljes körű tesztjeit az Inventor and Rationalizer magazin munkatársai végezték el. Egy kétszintes, 0,75 m átmérőjű és 2 m magasságú forgórész friss szélben 1,2 kW-os aszinkron generátort forgatott teljes teljesítmény mellett, és 30 m / s-ig ellenállt törés nélkül. Biryukov APU -rajzait az 1. ábra mutatja.

1. horganyzott tető rotor;
2. önbeálló kétsoros golyóscsapágy;
3. kábelek - 5 mm -es acélkábel;
4. tengely tengely - acélcső 1,5-2,5 mm falvastagsággal;
5. aerodinamikai sebességszabályozó karok;
6. sebességszabályozó pengék - 3-4 mm -es rétegelt lemez vagy műanyag lemez;
7. a sebességszabályozó rúdjai;
8. a sebességszabályozó terhelése, súlya határozza meg a sebességet;
9. meghajtó szíjtárcsa - kerékpár kerék gumiabroncs nélkül csővel;
10. tolócsapágy - tolócsapágy;
11. hajtott szíjtárcsa - szabványos generátor szíjtárcsa;
12. generátor.

Birjukov számos szerzői jogi tanúsítványt kapott az APU -jára. Először is vegye figyelembe a forgórész vágását. Gyorsításkor repülőgépként működik, és nagy kezdő pillanatot teremt. A centrifugálás előrehaladtával örvénypárna jön létre a pengék külső zsebében. Szél szempontjából a lapátok profilizálódnak, és a forgórész nagy sebességű, merőlegessé válik, és a virtuális profil a szél erősségének megfelelően változik.

Másodszor, a profilozott csatorna a lapátok között a működési sebességtartományban központi testként működik. Ha a szél fokozódik, akkor örvénypárna is keletkezik benne, amely túlnyúlik a forgórészen. Ugyanaz az örvénygubó jelenik meg, mint az APU körül a vezetőlapátokkal. Létrehozásához szükséges energiát a széltől veszik, és ez már nem elegendő a szélmalom meghibásodásához.

Harmadszor, a fordulatszám -szabályozót elsősorban a turbina számára tervezték. A KIEV szempontjából optimálisnak tartja a forgalmát. Az optimális generátor fordulatszámról pedig a mechanika áttételi aránya gondoskodik.

Megjegyzés: az IR -ben 1965 -ben, az Ukrajnai Fegyveres Erőkben megjelent publikációk után Biryukova a feledés homályába merült. A szerző nem kapott választ a hatóságoktól. Sok szovjet találmány sorsa. Azt mondják, hogy néhány japán milliárdos lett, rendszeresen olvasta a szovjet népszerű műszaki magazinokat, és szabadalmaztatott mindent, ami figyelmet érdemel.

Pengék

Amint fentebb említettük, egy klasszikus vízszintes lapát-forgórészű szélturbina a legjobb. De először is stabil, legalább közepes erősségű szélre van szüksége. Másodszor, a barkácsoló konstrukciója sok buktatóval van tele, ezért a hosszú, kemény munka gyümölcse gyakran a legjobb esetben is megvilágítja a vécét, a folyosót vagy a verandát, vagy akár kiderül, hogy csak ki tudja oldani magát.

Ábra diagramjai szerint. nézzük meg közelebbről; pozíciók:

• ÁBRA. V:

1. rotor pengék;
2. generátor;
3. generátor ágy;
4. védő szélkakas (hurrikán lapát);
5. áramgyűjtő;
6. alváz;
7. forgatható csomó;
8. működő szélkakas;
9. árboc;
10. bilincs a kábelekhez.

• ÁBRA. B, felülnézet:

1. védő szélkakas;
2. működő szélkakas;
3. a védőlapát rugófeszítő szabályozója.

• ÁBRA. G, csúszógyűrű:

1. gyűjtő folyamatos rézgyűrűsínekkel;
2. rugós réz-grafit kefék.

Jegyzet: az 1 m -nél nagyobb átmérőjű vízszintes lapát hurrikán elleni védelme feltétlenül szükséges, mert nem képes örvénygubót létrehozni maga körül. Kisebb méreteknél a propilén lapátokkal akár 30 m / s rotorállóság érhető el.

Hol vannak tehát a buktatók?

Pengék

A reménytelen amatőr reményei szerint a generátor tengelyén 150-200 W-nál nagyobb teljesítmény érhető el bármilyen méretű, vastag falú műanyag csőből vágott pengéken. A csőpenge (hacsak nem olyan vastag, hogy egyszerűen csak nyersdarabként használják) szegmentált profilú lesz, azaz teteje, vagy mindkettő körív lesz.

A szegmensprofilok alkalmasak összenyomhatatlan közeghez, például szárnyas szárnyakhoz vagy légcsavarokhoz. A gázok esetében változó profilú és dőlésszögű pengére van szükség, lásd például az ábrát; fesztávolság-2 m. Összetett és időigényes termék lesz, amely alapos számítást igényel, teljes mértékben elméletben felfegyverkezve, fúvással és teljes körű tesztekkel.

Generátor

Ha a forgórészt közvetlenül a tengelyére szerelik, a szabványos csapágy hamarosan eltörik - a szélturbinák minden lapátjára ugyanaz a terhelés nem kerül sor. Szüksége van egy közbenső tengelyre, speciális tartócsapágyakkal és mechanikus erőátvitellel a generátorhoz. Nagy szélturbináknál önbeálló kétsoros csapágyat veszünk; a legjobb modellekben - háromszintű, ábra. D ábrán. felett. Ez lehetővé teszi, hogy a rotor tengelye ne csak enyhén hajoljon, hanem enyhén mozogjon egyik oldalról a másikra vagy fel és le.

Jegyzet: az EuroWind APU tolócsapágyának kifejlesztése körülbelül 30 évet vett igénybe.

Vészhelyzeti szélkakas

Működésének elve az 1. ábrán látható. C. A szél fokozódva nyomja a lapátot, a rugó megnyúlik, a rotor megfordul, a fordulatai leesnek, és végül párhuzamossá válik az áramlással. Úgy tűnik, minden rendben van, de papíron sima volt ...

Egy szeles napon próbálja meg a forralófedelet vagy egy nagy serpenyőt a fogantyúnál fogva tartani a széllel párhuzamosan. Csak óvatosan - egy izgalmas vasdarab úgy ütheti az arcot, hogy dörzsöli az orrát, elvágja az ajkát, vagy akár kiüti a szemet.

Lapos szél csak elméleti számításoknál, és a gyakorlathoz kellő pontossággal szélcsatornákban fordul elő. A valóságban a hurrikánlapáttal rendelkező hurrikán szélturbinák többet mozognak, mint a teljesen védtelenek. Jobb mégis kicserélni az elvetemült pengéket, mint mindent újra csinálni. Az ipari létesítményekben ez más kérdés. Ott a pengék dőlésszögét, egyenként, a fedélzeti számítógép irányítása alatt működő automatizálás követi és állítja be. És nagy teherbírású kompozitokból készülnek, nem vízvezetékekből.

Aktuális kollektor

Ez egy rendszeresen karbantartott webhely. Minden villamosmérnök tudja, hogy a kefével ellátott kollektorokat meg kell tisztítani, kenni és szabályozni kell. Az árboc pedig vízcsőből készült. Nem fogsz bemenni, havonta vagy két alkalommal egyszer az egész szélmalmot a földre kell dobnod, majd újra fel kell emelned. Meddig fog tartani egy ilyen "megelőzés"?

Videó: lapátos szélgenerátor + napelem a nyaraló áramellátásához

Mini és mikro

De a lapát méretének csökkenésével a nehézségek a kerék átmérőjének négyzete mentén esnek. Már lehetőség van önálló vízszintes lapátos APU gyártására akár 100 W teljesítményig. 6 pengés lenne az optimális. Több lapát esetén a rotor átmérője azonos teljesítmény esetén kisebb lesz, de nehéz lesz őket szilárdan rögzíteni az agyon. A 6 pengével kevesebb rotorok figyelmen kívül hagyhatók: egy 100 W-os 2-lapátos 6,34 m-es rotorhoz, egy 4-es lapát pedig 4,5 m-eshez. 6-lapátú esetén a teljesítmény-átmérő függését a következőképpen fejezzük ki :

• 10 W - 1,16 m.
• 20 W - 1,64 m.
• 30 W - 2 m.
• 40 W - 2,32 m.
• 50 W - 2,6 m.
• 60 W - 2,84 m.
• 70 W - 3,08 m.
• 80 W - 3,28 m.
• 90 W - 3,48 m.
• 100 W - 3,68 m
• 300 W - 6,34 m.

A legjobb, ha 10-20 watt teljesítményre számít. Először is, a műanyag penge, amelynek fesztávolsága meghaladja a 0,8 m -t, további védelmi intézkedések nélkül nem fog ellenállni a 20 m / s -ot meghaladó szélnek. Másodszor, a lapátfesztávolság legfeljebb 0,8 m, végeinek lineáris sebessége nem haladja meg a szélsebességet több mint háromszor, és a csavarással történő profilozás követelményei nagyságrendekkel csökkennek; itt egy "vályú" szegmentált profillal egy csőből, pos. B ábra. A 10-20 W pedig tápellátást biztosít a táblagépnek, újratölti az okostelefont vagy felgyújtja a háztartási lámpát.

Ezután válassza ki a generátort. Egy kínai motor tökéletes - kerékagy elektromos kerékpárokhoz, pos. Ábrán látható 1. Motorteljesítménye 200-300 W, de generátor üzemmódban körülbelül 100 W-ot ad. De vajon megfelel -e nekünk forgalom szempontjából?

A z fordulatszám -index 6 lapát esetén 3. A terhelés alatti forgási sebesség kiszámításának képlete N = v / l * z * 60, ahol N a forgási sebesség, 1 / perc, v a szélsebesség, és l a rotor kerülete. 0,8 m pengehosszúsággal és 5 m / s széllel 72 fordulat / perc értéket kapunk; 20 m / s - 288 fordulat / percnél. A kerékpár kereke nagyjából azonos sebességgel forog, ezért 10-20 wattot eltávolítunk egy generátorból, amely 100-at tud adni. A rotort közvetlenül a tengelyére szerelheti.

De ekkor a következő probléma merül fel: mi, miután sok munkát és pénzt költöttünk, legalább egy motorra, ... játékot kaptunk! Mi az a 10-20, nos, 50 watt? És nem készíthet otthon olyan pengéjű szélmalmot, amely képes legalább egy tévé áramellátására. Lehet-e kész mini-szélgenerátort vásárolni, és kevesebbe kerül? Amennyire csak lehetséges, és még olcsóbban is, lásd pos. 4. és 5. Emellett mobil is lesz. Tegye egy fatönkre - és használja.

A második lehetőség az, ha léptetőmotor fekszik valahol egy régi 5 vagy 8 hüvelykes meghajtóból, vagy egy papírmeghajtóból vagy egy használhatatlan tintasugaras vagy pontmátrixos nyomtató kocsijából. Ez generátorként is működhet, és könnyebb egy karusszel rotort a dobozokból (6. tétel) hozzáerősíteni, mint egy olyan szerkezetet összeszerelni, amely a pos. 3.

Általánosságban elmondható, hogy a "pengékkel" kapcsolatos következtetés egyértelmű: saját készítésű-valószínűbb, hogy szíved szerint csípjen, de nem a valódi hosszú távú energiatermelésre.

Videó: a legegyszerűbb szélgenerátor egy nyaraló megvilágítására

Vitorlások

A vitorlás szélgenerátor már régóta ismert, de pengéinek puha panelei (lásd az ábrát) nagy szilárdságú, kopásálló szintetikus szövetek és fóliák megjelenésével kezdték gyártani. A merev vitorlájú többlapátos szélmalmok világszerte széles körben elterjedtek kis teljesítményű automata vízszivattyúk hajtásaként, de műszaki adataik még a körhintákénál is alacsonyabbak.

Azonban egy lágy vitorla, mint egy szélmalom szárnya, úgy tűnik, nem olyan egyszerű. Nem a szélállóságról van szó (a gyártók nem korlátozzák a megengedett legnagyobb szélsebességet): a vitorlás jachtok már tudják, hogy szinte lehetetlen, hogy a szél megtörje a bermuda vitorláit. Inkább a lap ki fog szakadni, vagy az árboc eltörik, vagy az egész edény "túlfordítást" hajt végre. Energiáról van szó.

Sajnos pontos vizsgálati adatok nem találhatók. A felhasználói vélemények szerint lehetséges volt "szintetikus" függőségeket felállítani egy Taganrogban gyártott szélturbina-4.380 / 220.50 telepítésére, amelynek szélkerék átmérője 5 m, szélfeje 160 kg és forgási sebessége akár 40 fordulat / perc; ábrán láthatók.

Természetesen nem lehet garancia a 100% -os megbízhatóságra, de még így is egyértelmű, hogy itt nincs nyoma a laposmechanikus modellnek. Az 5 méteres kerék 3 m / s lapos szélben semmiképpen sem adhat kb. 1 kW-ot, 7 m / s sebességgel elérheti a fennsíkot, majd erős viharig tarthatja. A gyártók egyébként kijelentik, hogy a névleges 4 kW 3 m / s sebességgel érhető el, de ha erőik telepítik őket, a helyi aerológiai tanulmányok eredményei szerint.

Nincs mennyiségi elmélet sem; a fejlesztők magyarázatai homályosak. Mivel azonban az emberek megvásárolják a Taganrog szélturbinákat, és dolgoznak, fenn kell maradnia annak a feltételezésnek, hogy a bejelentett kúpos keringés és a hajtóerő nem kitaláció. Mindenesetre lehetségesek.

Aztán kiderül: A forgórész ELŐTT a lendületmegmaradás törvénye szerint kúpos örvénynek is kell lennie, de táguló és lassú. És egy ilyen tölcsér hajtja a szelet a forgórészhez, hatékony felülete sokkal seprőbb lesz, és a KIEV - túlegység.

Erre a kérdésre fényt deríthet a rotor előtti nyomásmező terepi mérése, legalábbis egy háztartási aneroid esetében. Ha kiderül, hogy magasabb, mint oldalról oldalra, akkor valóban a vitorlás APU -k úgy működnek, mint egy bogárlegy.

Házi generátor

A fentiekből kitűnik, hogy az otthonépítőknek jobb, ha függőlegeseket vagy vitorlásokat vesznek fel. De mindkettő nagyon lassú, és a nagysebességű generátorra való átvitel felesleges munka, szükségtelen költségek és veszteségek. Készíthet hatékony, alacsony fordulatszámú elektromos generátort?

Igen, lehet, a niobiumötvözetből készült mágnesekkel az ún. szuper mágnesek. A fő alkatrészek gyártási folyamata az ábrán látható. Tekercsek-mindegyik 55 fordulat réz 1 mm-es huzal hőálló, nagy szilárdságú zománc szigetelésben, FEMM, PETV stb. A tekercsek magassága 9 mm.

Ügyeljen a rotorfelek kulcsnyílásaira. Ezeket úgy kell elhelyezni, hogy a mágnesek (epoxi vagy akril ragasztással rögzítve legyenek a mágneses áramkörhöz) összeszerelés után egymással ellentétes pólusokkal találkozzanak. A "palacsintákat" (mágneses magokat) puha mágneses ferromágnesből kell készíteni; a szokásos szerkezeti acél megteszi. A "palacsinta" vastagsága legalább 6 mm.

Általában jobb tengelyirányú lyukkal rendelkező mágneseket vásárolni, és csavarokkal meghúzni; a szuper mágnesek szörnyű erővel vonzanak. Ugyanezen okból egy 12 mm magas hengeres távtartót tesznek a tengelyre a "palacsinta" között.

Az állórészeket alkotó tekercseket az ábrán is látható diagramok szerint kötik össze. A forrasztott végeket nem szabad kifeszíteni, hanem hurkokat kell képezniük, különben az epoxi, amely elárasztja az állórészt, megkeményedik, megtörheti a vezetékeket.

Az állórészt 10 mm vastagságban a formába öntik. Nincs szükség középre és egyensúlyra, az állórész nem forog. A forgórész és az állórész közötti rés mindkét oldalon 1 mm. Az állórészt a generátorházban biztonságosan rögzíteni kell nemcsak az axiális elmozdulás, hanem az elfordulás ellen is; erős mágneses mező árammal a terhelésben húzza végig.

Videó: DIY szélturbina generátor

Kimenet

És mi van a végén? A "pengék" iránti érdeklődést inkább a látványos megjelenésük magyarázza, mint a saját készítésű, kis teljesítményű teljesítmény. A saját készítésű körhinta APU "készenléti" áramellátást biztosít az autó akkumulátorának feltöltéséhez vagy egy kis ház áramellátásához.

De a vitorlás APU-val érdemes kreatív szériával rendelkező mesterekkel kísérletezni, különösen mini változatban, 1-2 m átmérőjű kerékkel. Ha a fejlesztők feltételezései helyesek, akkor a fent leírt kínai motorgenerátor segítségével eltávolítható lesz az összes 200-300 watt.

Andrey azt mondta:

Köszönöm az ingyenes konzultációt ... És a "cégektől" származó árak nem igazán drágák, és úgy gondolom, hogy a tartományokból származó kézművesek képesek lesznek generátorokat készíteni a tiédhez hasonlóan. És Li-po akkumulátorok rendelhetők Kínából, Cseljabinszkban az inverterek nagyon jó szinuszokat készítenek) .Vitorlák, pengék vagy forgórészek - ez egy másik oka a praktikus orosz embereink gondolatmenetének.

Iván azt mondta:

kérdés:
A függőleges tengelyű (1. helyzet) és a „Lenz” változatú szélturbinákhoz lehetőség van egy további részlet hozzáadására - egy járókerék, amely ki van téve a szélnek, és bezárja tőle a haszontalan oldalt (a széloldalra megy). Vagyis a szél nem a pengét lassítja, hanem ezt a „paravánot”. Beállítás a szélben a "farokkal", amely a szélmalom mögött található, a lapátok (gerincek) alatt és felett. Elolvastam a cikket, és született egy ötlet.

A "Megjegyzés hozzáadása" gombra kattintva elfogadom az oldalt.

Házi szélmalom

Amikor a peresztrojka megtörtént, sokaknak szakmát kellett váltaniuk, és fájdalmasan új alkalmazást kellett keresniük a kezükben és az elméjükben. Sok más próbálkozásom között van és szélturbinák.

Több mint egy évet szenteltem ennek jóhiszeműen. Hamar rájöttem, hogy alapos tanulmányozás nélkül semmi érdemleges nem lesz. Sok minden érthetetlen volt, de fokozatosan világossá vált. Végül a hetedik példány többé -kevésbé a számított jellemzőknek megfelelően szerzett bevételt.

A szélmalmot úgy tervezték, mint egy nyári rezidencia energiaforrását, egy hiányos egy hetes látogatással. Kereskedelmi termékként készült. Ezért a méret.

DIY szélgenerátor

Turbina átmérője 1,15 - 1,17 m, háromlapátos. A pengék számának legvitatottabb kérdése kettő és három között három mellett döntött, mivel azt akartuk turbina magabiztosabban dolgozott enyhe szélben. Tervezési sebesség 600-700 fordulat / perc.

Generátor - kollektor motor 36V Bulgáriában gyártott állandó mágnesekkel. Úgy tűnik, hogy ezeket a motorokat tömegesen használták az EC család számítógépeiben.

A motor átmérője 80 mm, hossza körülbelül 140 mm?

Szorgalmasan vettem a jellemzőit az állványra, fordulatszámmérőt, kalibrált terheléseket stb. Megkaptam a feszültség függését a fordulatszámtól (2,22 V * ford / s), a belső ellenállástól (2,5 Ohm) és a ventilátor veszteségeitől (mechanikus a súrlódáshoz és a levegő keveréséhez).

A szorzó optimális áttételi arányát 4 -re tervezték, de az egy szakaszban történő kompakt végrehajtás vágya miatt 3,33 -nál megállt. (Bár 4 -en kipróbálták). A fogaskerekek spirálisak, kevesebb zajt adnak. Carternek nem sikerült, bár a sorozathoz valószínűleg szükséges. Havonta párszor szilárd olajjal megkenni méltatlan.

Forgatható mechanizmus - szabad menet a meneten. A forgás szögét 2-3 fordulat után a kábel rugalmassága korlátozta. Ez a legegyszerűbb és legmegbízhatóbb megoldásnak bizonyult. A fej egy hosszú meneten forog egy fél hüvelykes csövön egy tengelykapcsolón keresztül. Természetesen ezen a helyen enyhe ellenérzés tapasztalható. Kezdetben a tengelykapcsolót hosszabbra (60 - 70 mm) készítették, és a mozgás megkönnyítése érdekében horony készült a meneten, csak a felső és az alsó kanyar maradt (2 - 2,5 menet). Aztán kiderült, hogy a visszacsapás nem olyan szörnyű, és az egységet egyszerűsítették.

A generátor kábelét egy függőleges cső egy szakaszába (kb. 500 mm) vezette, és egy pólón keresztül lépett ki, ahol a fej az árbochoz volt rögzítve. Egy fél méter vastag kábeldarab rugalmassága elegendő volt ahhoz, hogy a fej vízszintes síkjában ne forduljon el több mint 1,5 - 2 fordulattal.

Kipróbáltam a farok nélküli változatot is, hátulról áramlási támadással a turbinára, de mégis a klasszikusra helyeztem a hangsúlyt-körülbelül 200x400 mm-es faroklapáttal, egy fél hüvelykes cső 70 centiméteres szakaszán. A végcső vízszintesen kiegyenlíti az adófejet. Az egész szerkezet 100 (106) mm -es műanyag csatornacsővel van lezárva. A generátor mögött egy függőleges forgáspont és egy 400 mm-es fél hüvelykes cső található az oszlophoz való rögzítéshez szabványos csatlakozóval. A generátor kimeneti kapcsai is ott találhatók. Az ejtőhuzal kívülről tovább megy az árboc mentén, bár lehetséges a csőben a talajig vezetni.

Egy 100 (106?) Mm -es csatorna műanyag csődarab tökéletesen működött burkolatként. Egy önmetsző csavarral megállítva alulról. A fedél nyitva volt elöl és hátul. Körülbelül 8 - 10 mm -rel a burkolat és az elülső burkolat közötti rés belépett a levegőbe, hogy lehűtse a generátort, a burkolat mögül a burkolat 20–25 mm -rel lógott a farokoszlopra, hogy a víz ne csöpögjön a menetekre.

A fél hüvelykes farokpenge (kb. 200x400 mm) farok elveszik. Kicsi súllyal dokkolt, és a hosszát úgy állították be, hogy az egyensúlyban legyen a fej az árbocon.

A 2,5 kg -os generátor tömegével a teljes fej turbina nélkül körülbelül 5 kg. Nekem úgy tűnt, hogy ez jó eredmény.

Külön említést érdemel a turbina. Technológiailag talán a legnehezebb egység. Az összes irodalmat, ami kézbe került, az aerodinamikától teljesen távol álló emberek írták. A tanácsadók többsége a CLARK Y, BC2 és más népszerű légiforgalmi profilokat idézte. A repülőgép propellereinek és nagy turbináinak kiszámítási módszerei teljesen alkalmatlanok voltak egy kis, alacsony fordulatszámú, gyenge és közepes (3-6 m / s) szélben való munkavégzésre szánt turbina számára. A pengék gyártásának szabványos technológiája is meglehetősen fáradságos volt, és ami a legfontosabb, nem garantálta a profil nagy pontosságát és megismételhetőségét.

Ami a profilt illeti, a megadott Reynolds -számokkal 40 000 - 60 000, a Kupfer típusú profil, a Götingen 420 és hasonlók bizonyultak a legjobbnak. A repülőgépgyártók tudják ezt. Nagyjából ez csak íj, az első világháború Farman vagy Nyuport szárnyának profilja. Enyhe szélben pillanatot ad, majdnem másfélszer többet, mint a hagyományos, könnycsepp alakúak. Nagy sebességnél az áramlás leáll, és a turbina részben önszabályozó.

A profil is húzott technológia.

A penge alsó részének felületét tartalmazó nyersdarabot kivágtuk az elméleti rajz és sablonok szerint. Ezután egy polietilén rétegen keresztül tölgy furnérrétegeket hordtak fel a ragasztóra. Fenekén akár 10, a végén - 3-4 réteg. Az egész tortát óvatosan gumiszalaggal tekerték be, és hagyták egy -két napig.

A ragasztó megszilárdulása után a penge félkész termékét eltávolították a nyersdarabról, és a végrészen és a szélek mentén viszonylag egyszerűen finomították. Végül, ha a tartósságra volt szükség, mindez még ragasztható egy réteg üvegszállal epoxikon.

A jobb oldali képen egy nyersdarab látható a pengék ragasztásához. Egy ragasztott tölgy furnércsomagot erősen rögzítenek egy gumiszalaggal. A fenekén 8-10 réteg található, a penge legvégén 3 - 4. Ezután a lépcsőzetes rétegeket csiszolással eltávolítjuk, és a széleket csiszoljuk. Nos, a terv alakja a sablon szerint van beállítva. A pengék könnyűek, merevek és meglehetősen egyenletesek, könnyen kiegyensúlyozottak. A tölgy azonban túl komoly. Teljesen lehetséges és valami egyszerűbb. Általában őrült vagyok a hársért ... Nos, nem árt üvegszállal ragasztani rá, ha kell a tartósság.

A bal oldalon két üvegszálas ragasztott hátsó lapát található egy másik, korábbi modellből, a légcsavar dőlésszögét megváltoztató mechanizmus zárt bütyköivel. Minden igénytelenség ellenére valahogy sikerült ellenállniuk 2000 fordulat / percnek.

Egy fadarab, gondosan alapozva és PF115 -tel festve, egy szezont kibír. Fűtetlen helyiségben a téli tárolás után nem észleltek különleges vetemedést. De a turbinát a tengely felfüggesztésével kell tárolni. Nem teheti rá a pengét a falra.

A turbina a tengelyre volt csavarozva és ütközésig csavarozva.

Mindezt összeszerelve 5 méteres magasságban szerelték fel egy fél hüvelykes, háromnegyed hüvelykes csőszakaszok oszlopára, amelyeket adaptercsatlakozókkal kötöttek össze. Az árboc forgatható rögzítéssel rendelkezett a talaj közelében, és négykábeles, egyrétegű, 5 mm-es nylonzsinórból álló striák rendszerével. Ez a kialakítás lehetővé teszi egy személy számára, hogy felemelje / leengedje az árbocot.

A terhelés egy 12 voltos 55Ah alkáli elem volt, amelyet egyszerűen 10A diódán keresztül csatlakoztattak. Plusz voltmérő és ampermérő ..

Fejlesztésként és kiegészítésként egy bonyolult vezérlőt fejlesztettek ki. A generátor üzemi feszültségét változtatni kell a maximális teljesítmény levételéhez. A legelőnyösebb mód ebben az értelemben egy állandó áram, változó feszültséggel. A dióda átdolgozása egyszerűen az ellenkezőjét eredményezi - viszonylag állandó feszültséget, változó töltőárammal.

És bár a vezérlőt rendszeresen behozták, felpróbálták és hazavitték, kiderült, hogy vezérlő nélkül a turbina érdekes tulajdonságokkal rendelkezik.

Az indítás nagyon egyszerű, kevesebb, mint 3 m / s. Továbbá a turbina gyorsan felveszi a sebességet a töltés előtt (kb. 13-14V). Ezt követően a sebesség növekedése nagyon lassú, csak a turbina tengelyének nyomatéka és a töltőáram nő. Természetesen a veszteség magában a generátorban és a cseppvezetékekben is növekszik. De az erős szélben lévő generátort a szél hatékonyan hűti le a speciálisan biztosított csatornákon keresztül. Jellemző, hogy a turbina zajt ad a gyorsítás során, amint megjelenik a töltőáram, a zaj élesen csökken. Általában a zaj meglehetősen gyenge. Ha az országban erős szélben alszik, teljesen elfedi a fák zaja, ha nem tudja, hogy a turbina telepítve van.

Nagyon féltem, hogy valami zivatar során a generátor egyszerűen kiég. Ezután megszámolta az összes lehetséges veszteséget, és arra a következtetésre jutott, hogy a szerkezet hőteljesítményét figyelembe véve negyven percre van szükség ahhoz, hogy egyszerűen, mint a nyersanyag, 70-80 fokig felmelegedjen.

A szélmalom egész nyáron felügyelet mellett dolgozott. lehetetlen volt elhagyni őt népünk szokásai és még egy dolog miatt: megint féltem a zuhanástól, a vihartól. Egyszer a szél 30-35 m / s -ra emelkedett. Pontos szélsebességmérő nem volt kéznél, de akkor már maga a turbina is tökéletesen tájékozódott. Elég egyszer 2-3 mérést végezni a referenciaterhelésre az anemométerrel és táblázatot készíteni - a szélturbina saját anemométer. A turbina 900 fordulat / percet, a generátor körülbelül 150 - 170 W -ot adott ki 5 - 7A -nál (a teljesítmény fele a túl vékony, kb. 20 m -es csökkenésű drótokban veszett el) az árboc, és a szél széllökésekben megingatott. Féltem, hogy mindezt szétzúzzák, de a próbák próbák.

Tíz alkalommal magabiztosan állítottam le a turbint "teljes vágtában", rövidre zárva a generátor kimenetét. Ugyanakkor az áram 2 - 3A -ra, a sebesség pedig 1 - 2 másodpercre csökkent. Ennek ellenére valahol levágták a csapszeget, és minden oldalra fütyült, az árbocot sürgősen le kellett engedni.

E kísérlet fő következtetése az, hogy egy kis teljesítményű turbina megbízhatóan blokkolható erős generátorral erős szélben. További fékekre nincs szükség. Ezt aztán elméletben könnyen meg lehet magyarázni.

Itt sok kísérletet kihagytam. Szorosan dolgozott két szezont. Kipróbáltam mind a Savonius, mind a függőleges pengéket és néhány más kivitelt. Turbinák 2-12 lapáttal, automatikus szél eltávolító gépek és így tovább. Készített egy állandó mágneses generátort is, szervohajtást készített a turbina lapátok változó hangmagasságával stb. Nem volt időm csak egy pengét építeni.

Bizalommal mondhatom

1. A szélmalom nagyon drága öröm, ha nem játékról beszélünk. Az én esetemben ez csak világítás, egy kis elektromos szerszám (8-12 kWh havonta). Azok számára, akik hozzászoktak, hogy vasalóval vasalják a pulóvereiket az országban, a benzin egység sokkal olcsóbb.

2. Nincs jobb, mint egy klasszikus légcsavaros turbina, amelyet az 1920 -as években számoltak, szélenergiában, és nem is lehet az. A találmányokat maguk a találmányok érdekében készítik.

3. A szélmalom nem magányos üzlet. Szélerőmű - RENDSZER. Minden folyamat mély megértése nélkül, a mechanika, az aerodinamika, az elektrotechnika alapjainak ismerete nélkül jobb, ha nem vesz részt ilyen bonyolult munkákban. Ez nem amatőröknek való, ha azt szeretnénk, hogy a végén valami valóban működjön.

Volt egy kísérlet egy lassabb, kétfokozatú szorzóval rendelkező turbina készítésére valahol 1 és 5 körül. És egy farok nélküli változat, amelynek maga a turbina szélsebessége miatt van irányultsága ("vissza a szélhez", kiegyensúlyozva a csövet előre).

De a szorzó nehéznek bizonyult, és a turbina nem akart gyenge szélben megfordulni. Szervohajtással is megvalósítottam egy változtatható emelkedésű légcsavart (valahol korábban a lapát képében). De a szervó túl lassúnak bizonyult ahhoz, hogy gyorsan reagáljon a széllökésekre. És dúdolt végtelenül. Aztán ahogy haladtam, rájöttem, hogy egy ilyen bolhánál ez felesleges.

A munka érdekes volt, de a valóságba kellett mennem. Egy ilyen szélerőműpark kereskedelmi projektje még felülvizsgálatra szorult, a saját erőforrások olvadni kezdtek, majd kiderült valami számomra ismerős - impulzusforrás. Ezt csinálom már ötödik éve.

Nekem ma úgy tűnik, egyelőre félre kell tenni az álmokat egy szélmalomról, amely fűti a padlót és vízmelegítővel hajtja a vasalókat. Technikailag lehetséges, de annyiba kerül, hogy a laikus fantáziája nem bírja.

De az ilyen kis dacháknak lehet némi sikere. Ez szintén nem olcsó, de kinek van szüksége fényre, kis TV -re, mobiltelefonra és laptopra - elég.

Ez körülbelül 10-15 kWh havonta.

Szélenergia, DIY szélgenerátor, alternatív energia, szélerőmű, DIY szélturbina, házi szélturbina, szélturbina